EJERCICIOS RESUELTOS DE QUÍMICA

EJERCICIO .-
¿Cuántos m³ de aire se necesitan para la combustión completa de una tonelada de carbón. Se supondrá que el aire contiene un quinto de su volumen en oxígeno.
SOLUCIÓN :
Para saber cuántos m³ de aire necesitaríamos para la combustión completa de una tonelada de carbón en las condiciones señaladas en el enunciado, podemos considerar que el carbón está, básicamente, compuesto de carbono, por lo que podemos plantear la siguiente ecuación estequiométrica:

que representa la combustión completa de un mol de carbono. Puesto que nos solicitan el consumo de oxígeno expresado en metros cúbicos, tendremos en cuenta la equivalencia en volumen de un mol de cualquier sustancia gaseosa, simplificando a condiciones normales de presión y temperatura. De ese modo podemos plantear:

12 \; g(C) + 22,4\,l (O_2) \quad \Rightarrow \quad 22,4\,l (CO_2)

Y aplicando una regla de tres simple:

Si 12 g de Carbon(o) reaccionan con 22,4 litros de Oxígeno
10⁶ de Carbon(o) reaccionarán con X litros de Oxígeno.

De donde resulta que los metros cúbicos de oxígeno necesarios serán: 1866,66. Si suponemos que el aire contiene (1/5) de su volumen de oxígeno, tendremos finalmente que: 1866,66 x 5 = 9333,33 son los m³ de aire para la combustión completa de una tonelada (10⁶ g) de carbón.

EJERCICIO :
Calcular la cantidad necesaria de sulfato amónico [SO₄(NH₄)₂] para obtener 500 cc de una disolución amoniacal que contenga el 20 % de amoniaco [NH₃]. 
SOLUCIÓN :
Para calcular la cantidad necesaria de sulfato amónico con el que obtener 500 cc de una disolución amoniacal que contenga el 20 % de amoniaco, calculamos en primer lugar los gramos de amoníaco que debemos aportar para preparar 500 cc de una disolución amoniacal al 20 %. Tendremos:

Si 100 gramos de disolución contienen 20 gramos de amoníaco 
500 gramos deberán contener ……….. X gramos de amoníaco

Haciendo operaciones resulta X = 100 gramos de amoníaco, que deberán obtenerse de la cantidad correspondiente de sulfato amónico. Planteando la ecuación estequiométrica que aplicaría resulta:

132g[SO4(NH4)2]+2K(OH)⇒SO4K2+34g(2NH3)+2H2O

Con lo que tendremos:

Si 34 g de amoniaco se obtienen con 132 g de sulfato amónico 
100 g de amoniaco se obtendrán con …X g de sulfato amónico.

Haciendo operaciones resulta que la cantidad necesaria de sulfato amónico para preparar 500 cc de una disolución amoniacal al 20 %, es 388,235 gramos.